# 酸、碱与盐的制备

> 化学 · 爱德思IGCSE 4CH1
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/edexcel-igcse-chemistry-s2-acids-bases-and-salt-preparations/

本指南覆盖爱德思IGCSE化学4CH1子主题2(g)的全部必考内容，包括溶解度规则、布朗斯特酸碱定义、标准酸反应，以及核心层级和提高层级要求的盐制备实验方法。

**先修:** [书写带状态符号的配平化学方程式](https://www.owlsprep.com/zh/study/edexcel-igcse-chemistry-s1-chemical-formulae-equations/); [pH标度与常见指示剂](https://www.owlsprep.com/zh/study/edexcel-igcse-chemistry-s2-ph-scale-indicators/)

## 学习目标

- 熟记常见离子化合物的必考溶解度规则
- 使用定性布朗斯特质子转移理论定义酸和碱
- 写出标准酸反应的带状态符号的配平化学方程式
- 描述制备纯净、干燥的可溶性盐与不溶性盐的实验操作步骤
- 熟记五水合硫酸铜(II)与硫酸铅(II)的必修实验步骤

## 离子化合物的溶解度规则

溶解度规则决定了你制备纯净盐时要选用的方法，因此你必须熟记考纲中列出的全部规则以应对考试。下表汇总了所有必考规则：

| Compound Type | Solubility Rule |
| --- | --- |
| Sodium, potassium, ammonium compounds | All soluble |
| Nitrates | All soluble |
| Chlorides | Soluble except silver chloride, lead(II) chloride |
| Sulfates | Soluble except barium sulfate, calcium sulfate, lead(II) sulfate |
| Carbonates | Insoluble except sodium, potassium, ammonium carbonate |
| Hydroxides | Insoluble except sodium, potassium hydroxide; calcium hydroxide is slightly soluble |

**例题:** 将下列盐分类为可溶性、不溶性或微溶性：(a) 碳酸钠，(b) 氯化铅(II)，(c) 硫酸钡，(d) 氢氧化钙

1. 1. 应用钠化合物规则：所有钠盐均可溶，因此碳酸钠是可溶性盐。
2. 2. 应用氯化物规则：铅(II)的氯化物不溶，因此氯化铅(II)是不溶性盐。
3. 3. 应用硫酸盐规则：钡的硫酸盐不溶，因此硫酸钡是不溶性盐。
4. 4. 应用氢氧化物规则：氢氧化钙被明确归类为微溶物质。

> **考试提示:** 溶解度规则既会在选择题中直接考查，也会作为盐制备实验题的一部分出现，请熟记分类规则以避开常见干扰项。

## 布朗斯特酸碱理论

**酸与碱（布朗斯特定义）** — 酸是质子（H⁺离子）供体，可在溶液中释放H⁺离子。碱是质子受体，可与H⁺离子反应生成中性产物。碱包括金属氧化物、金属氢氧化物和氨。可溶性碱是可溶于水的碱。

考试中你只需要掌握该定性定义：酸强度定量计算、共轭酸碱对以及路易斯酸碱理论不属于爱德思IGCSE化学的考查范围。

**例题:** 判断盐酸与氧化镁反应中的酸和碱：$2HCl(aq) + MgO(s) \rightarrow MgCl_2(aq) + H_2O(l)$

1. 1. HCl在溶液中给出H⁺离子生成Cl⁻离子，因此HCl是酸。
2. 2. MgO接受H⁺离子生成水，因此MgO是碱。

## 常见酸的反应

本主题考查的三种酸分别是盐酸（生成氯化物盐）、硫酸（生成硫酸盐）和硝酸（生成硝酸盐）。三类标准反应汇总如下：

| Reaction Type | General Equation | Example |
| --- | --- | --- |
| Acid + reactive metal | Acid + Metal → Salt + Hydrogen | $2HCl(aq) + Mg(s) \rightarrow MgCl_2(aq) + H_2(g)$ |
| Acid + base/metal oxide/hydroxide | Acid + Base → Salt + Water | $H_2SO_4(aq) + CuO(s) \rightarrow CuSO_4(aq) + H_2O(l)$ |
| Acid + metal carbonate | Acid + Carbonate → Salt + Water + Carbon Dioxide | $2HNO_3(aq) + Na_2CO_3(s) \rightarrow 2NaNO_3(aq) + H_2O(l) + CO_2(g)$ |

**例题:** 写出硝酸与氢氧化钙反应的带状态符号的配平化学方程式

1. 1. 判断反应类型：酸 + 碱 → 盐 + 水。硝酸生成硝酸盐，因此产物是硝酸钙。
2. 2. 写出未配平的化学方程式：$HNO_3(aq) + Ca(OH)_2(s) \rightarrow Ca(NO_3)_2(aq) + H_2O(l)$
3. 3. 添加系数配平该方程式：$2HNO_3(aq) + Ca(OH)_2(s) \rightarrow Ca(NO_3)_2(aq) + 2H_2O(l)$
4. 4. 验证方程式两侧所有原子的数量相等，并如图所示标注正确的状态符号。

> **考试提示:** 硝酸与金属的反应被明确排除在考纲范围之外，即使你在其他地方学过相关内容，也不要在答题时写出这类反应。

## 核心实验：由不溶性反应物制备可溶性盐

该方法适用于所有其中一种反应物不溶的可溶性盐制备场景（例如不溶性碱、金属碳酸盐或金属作为反应物）。你需要熟记由氧化铜(II)制备水合硫酸铜(II)晶体的必修实验步骤：

**例题:** 描述以氧化铜(II)和稀硫酸为原料制备纯净、干燥的水合硫酸铜(II)晶体的实验方法

1. 1. 将烧杯中的稀硫酸加热，在搅拌过程中加入过量氧化铜(II)，直到不再有固体溶解（这表明所有酸都已被中和）。
2. 2. 过滤混合物以除去未反应的氧化铜(II)，将蓝色硫酸铜溶液收集到蒸发皿中。
3. 3. 用本生灯小火加热溶液，蒸发掉约50%的水，得到浓缩溶液。
4. 4. 将浓缩溶液静置冷却并结晶24–48小时。
5. 5. 过滤得到的晶体，用少量冷蒸馏水洗涤以除去杂质，随后在滤纸之间轻轻按压吸干水分。

*计算器:* forbidden

## 高阶拓展（仅化学科目）：盐的制备方法

高阶阶段学生需要熟记另外两种制备方法：适用于酸和可溶性碱反应制备可溶性盐的滴定法（两种反应物均可溶，因此无法通过过滤除去过量反应物），以及适用于制备不溶性盐的沉淀法。

**例题:** 描述使用稀盐酸和氢氧化钠溶液制备纯净干燥氯化钠样品的滴定法操作步骤

1. 1. 使用移液管向锥形瓶中加入固定体积的氢氧化钠溶液，滴加2–3滴酚酞指示剂。
2. 2. 用滴定管缓慢滴加盐酸，同时摇晃锥形瓶，直到粉红色指示剂恰好变为无色（即达到中和点），记录所用盐酸的体积。
3. 3. 使用相同体积的酸和碱重复上述反应，本次不添加指示剂，得到纯净的氯化钠溶液。
4. 4. 蒸发浓缩溶液，静置结晶，随后过滤并干燥得到氯化钠晶体。

**例题:** 描述制备纯净干燥的不溶性硫酸铅(II)样品的实验方法

1. 1. 在烧杯中混合等体积的可溶性稀硝酸铅溶液和可溶性稀硫酸钠溶液：会立即生成白色的硫酸铅(II)沉淀。
2. 2. 过滤混合物，收集硫酸铅(II)沉淀。
3. 3. 用冷蒸馏水洗涤沉淀，除去所有残留的可溶性杂质。
4. 4. 将沉淀置于温烘箱中或夹在干净滤纸之间干燥。

> **考试提示:** 在解答高阶考试题目选择制备方法前，务必先通过溶解度规律判断目标盐属于可溶性盐还是不溶性盐。

## 常见错误

- **错误做法:** Stating all bases are alkalis
  - 原因: Only soluble bases are classified as alkalis; most metal oxides and hydroxides are insoluble bases, not alkalis
  - 正确做法: Define alkalis as a subset of soluble bases including NaOH, KOH, Ca(OH)₂, and aqueous ammonia
- **错误做法:** Using titration to make copper sulfate from copper oxide and sulfuric acid
  - 原因: Copper oxide is insoluble, so titration is only used for reactions between two soluble reactants (acid + alkali)
  - 正确做法: Use the excess insoluble reactant method, filter off unreacted copper oxide, then crystallise the product
- **错误做法:** Classifying calcium hydroxide as fully insoluble
  - 原因: The specification explicitly states calcium hydroxide is slightly soluble, which is a common multiple-choice distractor
  - 正确做法: Recall only Na/K hydroxides are fully soluble, Ca(OH)₂ is slightly soluble, all other hydroxides are insoluble
- **错误做法:** Writing reactions between nitric acid and metals
  - 原因: Nitric acid + metal reactions are explicitly excluded from the Edexcel IGCSE specification
  - 正确做法: Only write reactions for nitric acid with bases or metal carbonates to form nitrate salts
- **错误做法:** Evaporating all water from a salt solution to produce crystals
  - 原因: Rapid full evaporation breaks down hydrated crystals and leaves soluble impurities in the final product
  - 正确做法: Evaporate only 50% of the water to make a concentrated solution, then leave to cool and crystallise slowly

## 速查表

| Category | Key Exam Information |
| --- | --- |
| Solubility Rules | All Na/K/ammonium/nitrate salts soluble; Chlorides soluble except AgCl, PbCl₂; Sulfates soluble except BaSO₄, CaSO₄, PbSO₄; Carbonates insoluble except Na/K/ammonium; Hydroxides insoluble except Na/K, Ca(OH)₂ slightly soluble |
| Acid Definition | Proton (H⁺) donor |
| Base Definition | Proton (H⁺) acceptor |
| Acid + Metal → | Salt + Hydrogen (excludes nitric acid + metals) |
| Acid + Base → | Salt + Water |
| Acid + Metal Carbonate → | Salt + Water + Carbon Dioxide |
| Soluble Salt (insoluble reactant) Prep | 1. Add excess insoluble reactant to warm acid 2. Filter 3. Concentrate solution 4. Crystallise 5. Filter, wash, dry |
| Soluble Salt (acid + alkali, HL) Prep | 1. Titrate to find neutralisation volume 2. Repeat without indicator 3. Crystallise, dry |
| Insoluble Salt (HL) Prep | 1. Mix two soluble reactant solutions 2. Filter precipitate 3. Wash 4. Dry |

## 下一步

Now that you have mastered acids, bases and salt preparations, you are ready to move on to related inorganic chemistry topics frequently tested alongside this sub-topic in Edexcel IGCSE Chemistry exams. The next core topic is chemical tests for anions and cations, which you will use to identify the salts you have learned to prepare. For higher tier students, consolidate your knowledge of titration calculations to fully answer all 6-mark practical questions on salt preparation. Finally, revise the reactivity series to understand which metals react safely with dilute acids to form soluble salts.

- [Reactivity Series of Metals](https://www.owlsprep.com/zh/study/edexcel-igcse-chemistry-s2-reactivity-series/)

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